מתכות לא ברזליות מבנה, סוגי, תכונות

ה מתכות לא ברזליות הם כל אלה חסרים או יש כמויות זניחות של ברזל. אלה, בפרופורציות המונית שונות, משמשים ליצירת סגסוגות המציגות תכונות פיסיקליות טובות יותר מאשר מתכות בודדות.

לפיכך, מבנים גבישיים שלה אינטראקציות מתכת הם אבן הפינה של היישומים של סגסוגות ברזליות. עם זאת, מתכות טהורות אלה למצוא פחות משתמש כי הם רגישים מאוד תגובתי. מסיבה זו, הם עובדים הכי טוב כבסיס ותוסף עבור סגסוגות.

ברונזה היא סגסוגת לא ברזלית; זה מורכב בעיקר של תערובת הזהב של נחושת ופח (פסל בתמונה לעיל). הנחושת בסגסוגת מחמצנת ויוצרת CuO, תרכובת שמשחירה את פני הזהב שלה. בסביבות לחות, CuO hydrates ו סופג פחמן דו חמצני ומלחים כדי ליצור תרכובות כחולות ירוקות.

לדוגמה, את פסל החירות מכוסה שכבות של פחמן נחושת (CuCO₃) המכונה פטינה. באופן כללי, כל המתכות מתחמצנות. בהתאם ליציבות של תחמוצות שלהם, הם להגן במידה רבה יותר או פחות את סגסוגות נגד קורוזיה גורמים חיצוניים.

אינדקס

• 1 מבנה
  • 1.1 קומפקטית משושה (hcp)
  • 1.2 קומפקטי מעוקב (ccp)
  • 1.3 מעוקב מרוכז על הגוף (עותק מוסתר)
• 2 סוגים
• 3 מאפיינים ומאפיינים
• 4 דוגמאות
  • 4.1 נחושת
  • 4.2 אלומיניום
  • 4.3 אבץ ומגנזיום
  • 4.4 טיטניום
  • 4.5 סופראלמנטים
• 5 הפניות

מבנה

ברזל הוא רק אחד המתכות בטבע, ולכן המבנים וסגסוגות של מתכות אל ברזליות הם מגוונים יותר.

עם זאת, בתנאים רגילים, רוב המתכות יש שלושה מבנים גבישיים שהוקמו על ידי קשרים המתכת שלהם: קומפקטי משושה (hcp), קומפקטי מעוקב (ccp) ו מעוקב מרוכז בגוף (עותק מוסתר).

משושה קומפקטי (hcp)

במבנה זה, אטומים מתכתיים ארוזים בצורה של פריזמה משושה, ניצול של כל החללים.

מכל המבנים זהו הצפיפות ביותר, ולכן ניתן לצפות שבאותו אופן הן המתכות שיש ברשותו. בזה כל האטומים מוקפים בשנים-עשר שכנים.

דוגמאות

- טיטניום (Ti).

- אבץ (Zn).

- מגנזיום (מג).

- קדמיום (Cd).

- קובלט (Co).

- רותניום (Ru).

- Osmio (Os).

- מתכות בסיסיות אלקליות (למעט בריום ופרנציום).

קומפקטי מעוקב (ccp)

המבנה הגבישי הזה דחוס פחות מה- HCP, ובתוך כך כל אטום מוקף בשנים-עשר שכנים.

כאן, interstices (רווחים ריקים) גדולים יותר מאשר במקרה של HCP, ולכן מתכות אלה יכולים להכיל מולקולות אלה אטומים קטנים (כגון מימן מולקולרית, H₂).

דוגמאות

- אלומיניום (אל).

- ניקל (ני).

- כסף (Ag).

- נחושת (Cu).

- זהב (Au).

- Rhodium (Rh).

- אירידיום (גו).

מעוקב מרוכז על הגוף (עותק מוסתר)

מבין שלושת המבנים, זהו הפחות צפוף קומפקטי, להיות באותו זמן זה מציג את interstices של כרכים גבוהים יותר.

לכן, זה בקלות רבה יותר מתאים מולקולות קטנות ואטומים. כמו כן, בקובייה זו כל אטום מוקף בשמונה שכנים.

דוגמאות

- ונדיום (V).

- ניוביום (Nb).

- Chrome (Cr).

- מתכות אלקליות.

- טונגסטן (W).

בנוסף, ישנם מבנים אחרים, כגון פשוט מעוקב אחרים מורכבים יותר, אשר מורכב מערכים צפופים פחות מעוותת של שלושת הראשונים. עם זאת, מבנים גבישיים לעיל לחול רק על מתכות טהורות.

בתנאים של טומאה גבוהה, לחץ וטמפרטורה, הסדרים אלה מעוותים, כאשר הם מרכיבים של סגסוגת, הם אינטראקציה עם מתכות אחרות כדי ליצור מבנים מתכתיים חדשים.

למעשה, הידע המדויק ומניפולציה של הסדרים אלה מאפשרים עיצוב והרחבה של סגסוגות עם תכונות פיזיות הרצוי למטרה מסוימת.

סוגים

במונחים כלליים מאוד, מתכות לא ברזליות ניתן לסווג לשלושה סוגים: כבד (עופרת), אור (נחושת ואלומיניום) ו ultralight (מגנזיום). בתורו, אלה מחולקים לשתי קבוצות: אלה עם נקודות התכה בינוניות ואלה עם נקודות התכה גבוהות.

סוגים אחרים של מתכות לא ברזליות מתאימות מתכות אצילות (או יקרות). דוגמאות לכך הן מתכות עם מבנים ccp (למעט אלומיניום, ניקל ואחרים).

כמו כן, מתכות הארץ נדיר נחשבים לא ברזלי (cerium, samarium, סקנדיום, איטריום, תוליום, גדוליניום, וכו '). לבסוף, מתכות רדיואקטיביות גם נחשבות לא ברזליות (פולוניום, פלוטוניום, רדיום, פראנציום, אסטטין, ראדון וכו ').. 

מאפיינים ומאפיינים

למרות המאפיינים ואת המאפיינים של מתכות להשתנות במצבים טהורים שלהם בסגסוגות, הם מציגים הכללות להבדיל אותם מתכות ברזליות:

- הם מוליכים חשמלית מעולה ו תרמית מעולה.

- הם מושפעים פחות על ידי טיפולים בחום.

- יש להם התנגדות גדולה יותר מפני חמצון וקורוזיה.

- הם אינם מציגים כל כך הרבה פרמגנטיות, מה שמאפשר להם להיות חומרים המשמשים ליישומים אלקטרוניים.

- תהליכי הייצור שלה הם קלים יותר, כולל יציקה, ריתוך, חישול וגלגול.

- יש להם צבעים אטרקטיביים יותר, ולכן הם מוצאים שימושים כמו אלמנטים נוי; בנוסף, הם צפופים פחות.

חלק מן החסרונות שלה לעומת מתכות ברזלי הם: התנגדות נמוכה, עלויות גבוהות, דרישות נמוכות יותר ושפע מינרלוגי נמוך.

דוגמאות

בתעשיית המתכות יש אפשרויות רבות בייצור של מתכות וסגסוגות ברזליות; הנפוצים ביותר הם: נחושת, אלומיניום, אבץ, מגנזיום, טיטניום ו superalloys מבוסס ניקל.

נחושת

נחושת שימש למגוון רחב של יישומים בשל תכונות יתרון שלה, כגון מוליכות תרמית גבוהה חשמל.

הוא עמיד, חמקן ו רקיע, כך שניתן לקבל זה עיצובים מעשיים רבים: מן צינורות צנצנות ומטבעות. הוא שימש גם חיזוק של סירה של סירות, ומוצא הרבה שימוש בתעשיית החשמל.

אמנם במצב טהור שלה הוא רך מאוד, סגסוגות שלה (בין אלה פליז ברונזה) הם עמידים יותר מוגנים על ידי שכבות של Cu₂O (תחמוצת אדמדם).

אלומיניום

זהו מתכת שנחשבת לאור בשל צפיפותה הנמוכה; יש לה מוליכות תרמית וחשמל גבוהה, והוא עמיד בפני קורוזיה תודה על ציפוי אל₂הו₃ כי מגן על פני השטח שלה.

בהתחשב במאפיינים שלה, היא מתכת אידיאלית במיוחד בתחום התעופה, בתעשיית הרכב והבנייה, בין היתר.

אבץ ומגנזיום

סגסוגות אבץ (כגון KAYEM, עם 4% אלומיניום 3% נחושת על ידי מסה) משמשים לייצור יציקות מורכבות. הוא מיועד לבנייה ועבודות הנדסיות.

במקרה של מגנזיום, סגסוגות שלה יש יישומים בארכיטקטורה, כמו גם מעונות אופניים, מעקות גשר ומבנים מרותך..

זה גם מוצא שימוש בתעשיית התעופה והחלל, במכונות מהירות גבוהה בציוד התחבורה.

טיטניום

טיטניום יוצר סגסוגות קלות. הם עמידים סופר, והם מוגנים מפני קורוזיה על ידי שכבת TIO₂. החילוץ שלה הוא יקר ויש לו מבנה גביש גביש מעל 882 מעלות צלזיוס.

בנוסף, זה biocompible, ולכן זה יכול לשמש חומר עבור שתלים רפואיים שתלים. בנוסף, טיטניום וסגסוגות שלה נמצאים מכונות, חיל הים, רכיבי סילון כימיים כיורים.

סופר

Superalloys הם מאוד עמידים מוצק שלבים המורכב ניקל (כמו מתכת בסיס) או קובלט.

הם משמשים כמו ואנים טורבינות ומנועי מטוסים, חומרים עבור כורים כי לעמוד בתגובות כימיות אגרסיבי בציוד מחליף חום.

הפניות

1. Kateřina Skotnicová, מוניקה לוסרטובה, מירוסלב קורסה. (2015). תורת הייצור של מתכות לא ברזליות וסגסוגות. האוניברסיטה הטכנית של אוסטרבה.
2. ד"ר ג. סגסוגות ברזליות. מאוחסן ב -21 באפריל 2018, מ: users.fs.cvut.cz
3. מדע וטכנולוגיה. מתכות אל ברזליות. מאוחסן ב 21 באפריל 2018, מ: web.adanabtu.edu.tr
4. סאנצ'ס מ 'ורגארה ה', קמפוס א 'סילבה א' (2010). טכנולוגיה של חומרים. עריכה Trillas S.A. (מהדורה ראשונה, מקסיקו). עמ '282-297.
5. חומרים ברזלי מתכות אל ברזליות וסגסוגות. [PDF] אחזר ב 21 באפריל 2018, מ: ikbooks.com
6. ההבדל בין מתכת ברזליות ולא ברזליות. (23 בספטמבר 2015). אוחזר ב 21 אפריל 2018, מ: metalupermarkets.com
7. וונדרפוליס. (2018). מדוע פסל החירות ירוק? אוחזר ב 21 באפריל 2018, מ: wonderopolis.org
8. מוזס היינוג'וזה. (31 במאי 2014). המבנה הגבישי של מתכות. אוחזר ב 21 באפריל 2018, מ: researchgate.net
9. טוני הייגט. (18 במרץ 2009). אביזרי נחושת. [איור] מאוחסן ב 22 באפריל 2018, מ: flickr.com
10. ברנדון באונך. (22 בפברואר 2007). משקל של שישה דפים מאוחסן ב 22 באפריל 2018, מ: flickr.com